본 논문에서는 공간 데이터가 여러 서버에 분산 저장되어 있을 때, 여러 클라이언트에서 동시에 변경 작업을 수행하기 위한 미들웨어 컴포넌트를 설계한다. OpenGIS 구현 명세에는 변경을 위한 미들웨어 인터페이스가 정의되어 있지 않다. OLE DB 데이터 제공자의 변경 인터페이스 사용을 고려 할 수 있으나, 공간 관련성을 가지는 공간 객체의 특징을 반영하고 협동 작업을 통한 동시성 지원을 위해서는 새로운 인터페이스의 설계가 필요하다. 왜냐하면, 기존의 프로토콜을 이용한 인터페이스 구현으로는 클라이언트가 미들웨어를 통해서 분산된 공간 데이터에 대한 변경 작업 수행이 어렵기 때문이다. 본 논문은 분산된 공간 데이터 변경을 위한 인터페이스를 가진 서비스 제공가작 미들웨어를 통한 분산 공간 데이터 변경 프로토콜을 설계하는 것을 목적으로 한다. 즉, 분산된 공간 데이터의 확장 잠금 기법을 통한 일관성 제어와 협동 변경 트랜잭션에 대한 인터페이스를 정의하고, 분산 환경을 고려한 변경 프로토콜을 설계한다.
본 논문은 차세대 수치지도 구축을 위해 지형정보 처리를 위한 미들웨어의 구현에 대한 논문이다. 구현되는 미들웨어는 분산된 이기종 공간데이터베이스를 기반으로 하여 이들간의 분산 트랜잭션 처리, 비 표준화 상태의 공간데이터의 처리, 글로벌 스키마 관리, UFID를 기반으로한 객체 관리와 분산된 대용량 데이터를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다. 또한, 사용자의 필요한 로직을 구현을 할 수 있도록 Corba와 RMI를 활용한 분산 인터페이스를 제공하여, 사용자 프로시져의 생성, 유지 및 호출을 할 수 있는 기능을 가지고 있다. 본 논문에서는 이기종 공간 데이터 저장소를 이용한 대용량 수치지도 관리에 적합한 분산 객체형 데이터베이스 미들웨어 구현에 대해 설명한다.
본 논문에서는 S-XML 미들웨어에서 캐싱을 이용한 효율적인 공간 데이터 변환 기법을 제안한다. 공간 데이터베이스 관리 시스템(SDBMS)을 기반으로 하여 S-XML 을 지원하는 시스템은 SDBMS 에서 사용되는 이진 데이터와 S-XML 간의 상호 변환 과정이 필요하다. 특히 변환 과정에서 공간 데이터는 비공간 데이터에 비해 데이터 크기가 크고, 복잡한 동시에 다양한 데이터 형식을 가지고 있어 비공간 데이터에 비해 변환 비용이 크다. 따라서 공간 데이터의 특성을 고려한 변환 비용 감소 기법이 필요하다. 제안 기법은 SDBMS 의 질의 처리 결과인 이진 데이터를 S-XML 문서로 변환하고, S-XML 미들웨어의 캐싱 관리자에서 공간 데이터에 해당하는 부분만을 캐싱 한다. 캐싱 관리자는 질의를 점 질의와 영역 질의로 구분한다. 점 질의의 결과에 대해서는 공간 데이터의 OID 를 키 값으로 하는 해쉬 색인을 사용하며, 영역 질의 결과에 대해서는 질의에서 표현된 MBR 에 따라 R-Tree 색인을 사용한다. 변환 과정에서 요구되는 공간 데이터가 캐싱된 데이터로 존재하면 질의 종류에 따른 색인을 사용하여 데이터를 추출하고 이를 S-XML 데이터로 치환한다. 캐싱 데이터를 이용한 공간 데이터 변환 기법에 의해 공간 데이터의 변환 비용을 줄임으로써 S-XML 미들웨어 에서의 변환 시간을 단축할 수 있다.
최근 GIS 분야에서 공간 분석이나 군사적 목적을 위해 좀 더 상세하거나 넓은 영역의 공간 데이타를 요구함에 따라 대용량 공간 데이타의 효율적인 검색에 대한 필요성이 증대되고 있다. 이러한 분야에서 공간 데이타 검색에 활용되고 있는 Oracle Spatial이나 ESRI ArcSDE와 같은 기존의 GIS 소프트웨어는 공간 데이타의 안정적인 관리와 다양한 서비스를 위해 많은 기능들을 제공하지만, 저장 구조 및 공간 연산의 복잡성으로 인해 대용량 공간 데이타에 대한 검색이 비효율적이다. 따라서, 본 논문에서는 대용량 공간 데이타의 효율적인 검색을 위한 공간 미들웨어를 개발하였다. 본 논문에서 개발한 공간 미들웨어는 안정적인 공간 데이타의 관리를 위해 상용 DBMS인 Oracle을 데이타 저장소로써 활용하였으며, Oracle에 저장된 대용량 공간 데이타의 효율적인 접근을 위해 OCCI(Oracle C++ Call Interface)를 이용하였다. 또한, 대용량 공간 데이타의 효율적 연산과 검색을 위해 다양한 공간 연산 기법 및 Array Fetch 기법 등을 사용하였다. 마지막으로, 본 논문에서 개발한 공간 미들웨어와 Oracle Spatial 및 ESRI ArcSDE의 검색 성능을 비교함으로써 공간 미들웨어에 대용량 공간 데이타 검색 성능의 우수함을 입증하였다.
현재 지리정보 기술의 세계적인 추세는, ISO 나 OGC 등의 국제 표준기구에서 제시하고 있는 상호 운용성을 지원하기 위한 3계층 구조의 인터넷 GIS로 나아가고 있다. 특히 OGC 에서는 인터넷 환경에서 표준 인터페이스를 통해 다양한 데이타 소스의 지리정보를 접근하여 기존의 웹 브라우저로 표현하는 구조의 웹 매핑 테스트베드를 제시하고 있다. 3계층 구조의 인터넷 GIS에서의 문제점은 각 계층간의 통신 횟수와 데이타 전송량이 많고, 미들웨어 컴포넌트에서의 데이터 변환으로 인해 속도가 저하되는 것이다. 데이타 전송량과 데이타 변환량으로 인한 문제점은 미들웨어 계층에서 공간 데이터를 캐슁함으로써 해결될 수 있다. 본 논문의 핵심 아이디어는 미들웨어 컴포넌트들 사이에 공유 캐쉬를 두고, 여러 클라이언트들이 공통적으로 접근하는 데이타를 중심으로 캐쉬를 관리하는 것이다. 본 논문에서 제시하는 기법은 질의 영역에 대해 확장된 영역을 캐슁함으로써, 하나의 클라이언트 입장에서 근접한 영역의 질의에 대한 사용자 응답 시간을 줄일 수 있다. 또한 캐쉬 교체를 위해 접근 빈도수 중심의 교체 함수를 취함으로써 여러 클라이언트들에 대해 데이타의 재사용성을 높일 수 있다.
최근 LBS는 모바일 단말의 보급화와 더불어 미들웨어, 무선통신, 위치 측위기술의 발전과 '위치정보 보호 및 이용에 관한 법률' 제정 등 제도적인 안전장치가 마련되면서 우리의 생활에 더욱더 밀접하게 자리 잡고 있다. 기존의 친구 찾기, 지도검색 등 초창기서비스에서 최근 모바일 119서비스, 모바일상거래, 네비게이션등 다양하고 부가가치가 높은 서비스형태로 발전하고 있다. 이에 기존의 각 통신사에 의존적인 서비스에서 통합된 위치정보 제공 시스템의 필요성이 대두되고 되고 있으며, 또한 위치정보의 이용 및 보호에 관한 법률제정으로 개인 위치정보 보호 기술이 절실히 요구되고 있다. 그리고 새로운 위치기반 서비스의 출현과 활성화에 따른 망 부하를 최소화하기 위한 미들웨어 기술의 요구와 기존 유 무선 위치기반 서비스들을 통합하기 위한 미들웨어 기술들이 요구되고 있다. 본 논문에서는 각 통신사별 통합된 위치정보 제공을 위한 미들웨어 기술과 개인 위치정보 보호 기술, 그리고 유 무선 통합 미들웨어 기술들에 대해 살펴본다. 또한 기존의 위치 트리거링(triggering)기술을 확장하여 단말과의 연동을 통한 트리거링 서비스에 대해 살펴본다.
최근 들어, 모든 장소에 컴퓨터가 있고 그것을 누구나 자유롭게 사용할 수 있는 인간 중심 유비쿼터스 환경에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 그러나 이러한 컴퓨팅 환경에서의 센서 미들웨어들은 연속적인 스트림 데이터 처리에 대한 막대한 비용을 줄이기 위해서 분석이 끝난 스트림 데이터를 삭제한다. 따라서 사용자의 서비스에 삭제된 스트림 데이터가 요구될 경우, 또는 과거 데이터들에 대한 확률 통계 정보가 요구될 경우, 이에 대한 서비스를 사용자에게 제공할 수 없다. 본 논문에서는 이러한 미들웨어에서의 스트림 데이터 재사용 문제를 해결하기 위해서 스냅샷을 가지는 다중 레벨 공간 DBMS를 기반으로 하는 효율적인 센서 데이터 미들웨어 구조를 설계하였다. 본 시스템은 사용자에게 재사용될 가치가 높은 스트림 데이터들을 다중 레벨 공간 DBMS 의 디스크 데이터베이스에서 관리한다. 또한 빈번한 서비스를 가지는 스트림 데이터의 경우 해당 스트림 데이터를 메모리 데이터베이스에 관리함으로서 사용자에게 신속한 서비스를 제공한다. 본 시스템은 기존의 미들웨어에서 지원할 수 없었던 동일한 스트림 데이터에 대한 빈번한 요청, 또는 확률이나 통계 자료와 같은 데이터 서비스 요청 문제들을 해결하였다. 그리고 메인 메모리 데이터베이스에 스냅샷 형태로 저장되는 스트림 데이터의 높은 데이터 재사용성을 유지함으로서, 사용자에게 지속적으로 정확하고 신속한 데이터 서비스를 제공한다.
본 논문에서는 공간정보 인프라 구축을 위한 미들웨어 플랫폼에 관하여 연구하였다. 국내에서 활용되고 있는 지리정보시스템은 데이터 저장방식 및 서로 상이한 응용프로그램들의 사용으로 서로 다른 GIS 수요기관들 간의 공간데이터 교환이 어렵고, 시스템간의 호환이 거의 되지 않아 수요기관별로 개별적인 투자를 함으로써 중복투자의 문제가 심각하다. 이에 본 논문에서는 공간정보 인프라 구축을 위하여, 수치지도 갱신에 따른 비용 문제를 해결하고, 산업화에 직접 적용할 수 있는 미들웨어의 구조를 설계하고 기술하였다. 이는 상호이질적인 지형 데이터의 처리와 분산된 대용량 데이터를 처리하고, 데이터 갱신에 필요한 Long Transaction 처리, 다양한 데이터 소스에 대한 접근, 관리를 위한 서버측 프로시계의 생성 및 호출기능을 수행한다. 또한 클라이언트 측 어플리케이션과의 연결을 위한 방법으로 CORBA 인터페이스를 제공하여 프로그램 언어, 하드웨어/OS에 독립적인 분산처리가 가능하도록 설계 하였다.
Web 2.0 패러다임이 공간정보 처리분야에서 정착되면서 국내외에서 웹 기반의 다양한 공간정보 콘텐츠 서비스가 개발되고 활용되고 있다. 또한 새로운 기술발전 추세에 따라 다양한 공간정보를 효과적으로 처리하기 위한 사용자 중심의 인터페이스 개발도 중요한 연구 주제로 간주되고 있다. 본 연구에서는 현재 KML과 같이 제한적인 웹 표준 공간정보 자료 구조를 주로 다루는 클라이언트 기반의 Web 2.0 웹 컴퓨팅 기법을 보다 확장하여 미들웨어와 연동시키는 계층적 웹 서비스 구조를 설계하고 이를 기반으로 시험구현을 하고자 한다. 본 연구에 적용된 미들웨어는 공개 소스로 제공되는 Deegree를 적용하였으며 클라이언트 모듈 처리는 Google Maps API에서 제공되는 기만 클래스를 채택하였다. 공개 소스 및 공개 API을 적용한 웹 GIS 개발은 시스템 확장성이나 추가 개발에 대한 접근이 용이하므로 수요자의 요구 사항에 즉시 대응할 수 있다는 주요 장점이 있고 본 연구 결과에서도 이러한 점을 강조하고자 한다. 또한 본 연구의 결과인 Geo-Browser는 OQC의 다양한 GIS 국제 표준을 바로 지원하므로 사용자가 기존에 사용하고 있는 GIS 엔진이나 응용 프로그램과도 연동이 가능한 구조로 설계하였다.
최근, 많은 기업에서 실시간 자산 관리를 위해 RTLS 시스템을 구축하고 있다. RFID와 달리, RTLS 태그는 이동 과정과 한정되지 않고 임의의 위치에서 지속적으로, 자동적으로 인식된다. 그러나, RTLS 미들웨어의 표준 API는 2가지 한계점이 있다. 미들웨어가 애플리케이션으로 불필요한 데이터를 포함하는 대용량의 데이터를 전달해야 한다는 것과 미들웨어에서 애플리케이션으로 질의 결과를 전달하는 방식에서 동기 방식만을 지원한다는 문제가 그것이다. 이 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해, 다양한 질의에 대해 애플리케이션으로 전달되는 데이터 량을 줄이기 위한 질의 타입별 정제 조건을 명세할 수 있는 SessionSpec을 정의하고 실시간 이벤트 처리를 위한 비동기 방식 지원 방법을 제안한다. 또한, 이러한 방법을 적용한 RTLS 미들웨어를 설계하고 구현하여 그 결과를 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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